煤矿综采工作面自动化技术研究

王云申

（神东煤炭集团上湾煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 017209）

煤炭作为我国能源体系中的重要组成部分，也为其行业发展带来了很多机遇和挑战，保证煤炭资源供给的持续性和稳定性。但在保障煤炭企业经济效益的同时，也要关注煤炭开采的效率和质量。其中自动化技术作为一项前沿技术，在煤矿综采工作面的应用，为煤矿行业的进一步发展创造了良好条件。因此，本文针对以上问题，探讨煤矿综采工作面自动化技术。

1 煤矿综采工作简述

煤炭综采是综合机械化采煤的简称，主要包括破煤、装煤、运煤、矿井支护、采空区处理五大环节。以往工作中，以上五个环节都需要通过人工井下作业来完成，并伴随着极高的风险，一旦发生煤矿事故，不仅会延误采矿进度，影响企业经济效益，严重情况下还会给工作人员的生命安全带来威胁，是煤矿作业中的重点关注问题。基于此，煤矿综采工作通过对机械化程度的提高，以及对自动化技术的应用，切实解决了这一问题，减少了煤矿事物的发生概率，具有十分重要的意义。

2 煤矿综采工作面自动化技术概述

自动化采煤系统主要包括传感器、计算机、自动控制器、故障诊断系统以及设备检测系统五大方面；设备包括主采机组、运输机组、支护设备三个方面。涉及方面广泛、技术难度大、管理难度大。企业与人员仍需落实重点环节进行重点把控。其中，对主采机组进行细分，又可细化为采煤设备、支架设备；运输机组细分又可分为皮带运输设备、转载设备。而支护设备主要是针对围岩和巷道进行支护，达到理想的支护效果。煤矿综采工作面的自动化系统应用原理在于通过对传感器、控制器、计算机等组成设备的应用实现综采工作面的设备联系，以及实现设备间的自动化运行，有效落实协同工作要求。而协同工作也是煤矿综采工作面自动化技术的核心所在。

3 煤矿综采工作面自动化技术的应用优势

煤矿开采作业中往往伴随着大量井下作业，且井下作业多具有风险，危险系数较高，时刻威胁人员生命安全。因此，通过对自动化技术的应用，在提高煤矿综采作业效率和质量的同时，也能够有效提高煤矿作业的安全性。

3.1 提高煤矿开采的机械化和自动化水平

煤矿综采工作面的自动化技术应用，能够有效减少人员的投入。一方面，有利于为企业减少人力成本支出；另一方面，节省的人力也能够投入其他部门中，带动其他部门的工作效益。同时，自动化技术应用于煤矿综采工作面，也更有利于实现开采煤矿中的实施监控，及时发现各类问题风险，制定应急措施，相较人工巡视精准度要更高。此外，自动化技术也能够应用于煤矿综采工作面的控制中心，一旦煤矿开采作业中，控制中心发现了异常情况或问题情况，便可以及时叫停，对异常和问题进行定位，加速异常和问题的处理，保障后续开采作业的进行。

3.2 提高煤矿开采的安全性

煤矿开采作业中，大部分工作环节都是在地下环境中完成的，人员的安全性无法得到有效保障。并在发生事故后，直接威胁员工的生命安全以及员工家庭的今后生活。因此，在煤矿开采作业中应时刻将安全性放在第一位，时刻将员工的生命健康放在第一位。与传统的煤矿人工开采方式相对比，自动化技术应用首先减少了人员的投入，降低了事故发生后的波及面。同时，自动化作业也要具有更好的规范性，整体失误率较低，并在出现实际安全问题时，能够及时做出判断，及时停止作业，有效避免了问题的扩大，具有更高的安全性。

3.3 提高煤矿开采效率

相比传统人工作业煤矿开采，自动化技术应用的开采效率也要更高，并且能够保持长时间的持续作业，极大程度上减少了煤炭作业的时间成本。同时，自动化技术应用于煤矿综采工作面也能够对煤矿挖掘、煤矿开采、支护作业等内容进行充分协调。大多数的煤矿开采作业都是在恶劣环境下进行的，很多员工难以忍受长时间的工作，且伴有生命威胁。但自动化技术却不会受到环境因素影响，对环境的适应性更好。此外，当煤矿开采规模不断扩大后，温度和压力都会升高，且伴随着较高的瓦斯气体浓度，自动化技术应用同样能够处理这些环境，保证开采作业的持续性。

4 煤矿综采工作面自动化技术的应用策略分析

4.1 煤矿综采工作面自动化技术的应用影响因素

现实中，煤矿综采工作面自动化技术应用会受到多方因素的影响，主要包括管理、资金、环境、技术四大方面。而在一些中小型煤矿企业中，资金显然是不充足的，无法满足自动化设备和自动化技术引进的资金条件，这便成为限制中小型煤矿企业发展的主要原因。同时，在自动化技术引进中，也需要结合煤矿自身的开采情况来进行综合性研究，确保自动化技术应用的合理，能够发挥出更理想的效果。但是，一些企业在技术引入后，仍延传统模式，或是对其直接套用，从而导致自动化技术的应用无法达到预期效果。此外，对自动化技术的管理也是十分重要的，企业需要制定出完善的自动化技术管理体系和管理机制，保障技术的合理应用。最后从环境因素来看，我国国土面积大，不同地区煤矿生产情况相差较大，包括煤炭质量、煤炭类型、开采地自然条件都存在很大差异。在自动化技术应用的过程中，也要先做好勘察工作，对各类环境因素进行综合考量，制定科学的技术应用方案。但是，一些企业往往会忽略环境因素的影响，仅仅是参照大企业的样本来效仿其管理机制和应用方法，也在一定程度上限制了技术的发挥。

4.2 煤矿综采工作面自动化技术的应用分析

煤矿综采工作面自动化技术引入中，煤矿企业需对内部资金配置进行合理规划。在面对资金不充足的问题时，可通过股权融资或债券融资的方式进行资金筹措。同时，对筹措的资金进行合理配置，减少不必要的资金浪费。同时，针对中小型煤矿企业普遍存在的资金不足问题，可通过战略性合作，一同引入自动化设备。在技术方面，如果企业已经引入了自动化设备，便需要结合自身开采的实际情况来规划适合的技术应用方式，并持续深化技术研究。期间，如果出现了技术应用异常问题，就要及时叫停技术应用，对异常问题展开分析，形成异常处理方案，同时详细记录异常信息，强化企业经验积累。最后，在管理和环境方面，煤矿企业要不断加强自身学习，借鉴国内外先进企业的管理经验，并结合自身情况形成属于自己的管理机制。

5 煤矿综采工作面自动化技术发展趋势

随着我国社会经济的不断发展，科学技术的数量也在不断增加，科学技术的运用在不断娴熟。煤炭行业的自动化技术引进与应用是煤矿行业前进的必经之路和必然趋势，极大程度提高了煤矿作业的安全性、效率和质量。对此结合具体的技术发展趋势，主要提出以下两点：

5.1 无人自动化工作面采煤技术发展方向

在煤矿综采工作面中，自动化无人工作面技术主要是对不同的领域进行综合性利用。期间结合不同的数据流可大致将其分为工作面灾害预测系统、三机工监控系统、自动控制系统、防水防尘防爆系统四个系统板块。无人工作面作为一项十分巨大的系统性工程，充分融合了遥感技术、网路技术等多项先进技术，在其开采作业中也囊括了多项子系统。而子系统在数据流差异的导向下，仍可进行细分，包括三机工况检测诊断系统、地质灾害预测系统、自动漏洞系统。其中三机系统主要包括刮板生产机、液压支架、采煤机。现阶段综采工作面无人工作面的核心是采煤机，作为一项十分复杂的工作，仅仅是简单的自动化技术并不能满足日常煤矿作业的需求。我国今后煤矿综采自动化技术的发展方向是实现高度集成，将应用于井下作业的机械安全生产带入一个新的层面。

5.2 采煤工艺智能化系统智能控制发展方向

针对不同地质条件，制定不同应对措施，落实因地制宜原则是我国采煤机处理能力提高、效率提高以及动态控制提高的根本要求。无人工作面作为未来煤矿行业发展的主要方向，其井下无人工作面主要是在仿真系统的基础上，通过技术手段将实际的运行状态创建于虚拟环境中。工作人员可借此系统进行人际交互，同时在系统的应用下，也能够对物体进行更准确地识别，并操控物体运动，从而在不同模型和参数的动态信息交互仿真中，实现生产系统的全面优化。

6 结语

综上所述，自动化技术在煤矿综采工作面的应用具有十分良好的发展前景，且具有其他技术所不具备的明显优势。但在实际综采工作中，仍需要企业落实好重点问题把控，加速完善问题解决措施，并对主要影响因素进行分析和研究，实现自动化技术在煤矿综采工作面的高质量应用发展，切实提高我国煤矿行业的自动化水平与机械化水平，不断降低成本，提高效益。